Патент на изобретение №2311973

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВЫ ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к биотехнологии и может применяться в коммунальном хозяйстве для рекультивации загрязненных почв, в горнодобывающей промышленности, в химической промышленности для утилизации загрязненных шламов и осадков. Способ включает выращивание культурных растений-аккумуляторов на рекультивированных почвах с соблюдением агротехники к возделываемой культуре и с использованием побуждающего вещества – закислителя почвы, сбор частей растений-аккумуляторов, в которых накоплен тяжелый металл. Дополнительно выращивают растения, выделяющие подкисляющие вещества в почву, а через электроды, размещенные в прикорневой зоне растений-аккумуляторов или подсоединенные к самим растениям-аккумуляторам, подают положительный и/или отрицательный потенциал от 1 до 1000 В. Способ позволяет рекультивировать почву быстрее в 5-15 раз, при этом повышается плодородие и кадастровая ценность земель. 6 з.п. ф-лы, 1 ил. – время извлечения электрохимическим способом, с.

Коэффициент биоконцентрирования определяли по уравнению

где К – коэффициент концентрации;

Ср – концентрация в растении, мкг/кг;

Сз – концентрация в почве, мкг/г.

Пример 1.

В почву, в двух емкостях содержащую 0,1113 мг на л свинца, поместили семена пшеницы Triticum vulgare, в контрольной пробе, без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 47,74, в соломе – 42,22. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, за вегетационный период (90 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 1,5 раза. Время биорекультивации – один сезон.

Пример 2.

В почву, в двух емкостях содержащую 0,1113 мг на л свинца, поместили семена пшеницы Triticum vulgare, в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 47,74, в соломе – 42,22. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, дополнительно поливали раствором молочной сыворотки, за вегетационный период (90 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 2 раза. Время биорекультивации 90 суток.

Пример 3

В почву, в двух емкостях содержащую 0,0016 мг на л титана, поместили семена пшеницы Triticum vulgare, в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 1625, в соломе – 15500. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, за вегетационный период (90 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 1,5 раза. Время биорекультивации – один сезон.

Пример 4.

В почву, в двух емкостях содержащую 0,0016 мг на л титана, поместили семена пшеницы Triticum vulgare, в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 1625, в соломе – 15500. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, дополнительно поливали раствором молочной сыворотки, за вегетационный период (90 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 1,8 раза.

Пример 5.

В почву, в двух емкостях содержащую 1,01 мг на л никеля, поместили семена сои, в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 2,17, в соломе – 14,85. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, за вегетационный период (70 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 1,6 раза.

Пример 6.

В почву, в двух емкостях содержащую 1,01 мг на л никеля, поместили семена сои, в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 2,17, в соломе – 14,85. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, дополнительно поливали раствором молочной сыворотки, за вегетационный период (70 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 2,0 раза.

Пример 7.

В почву, в двух емкостях содержащую 4,09 мг на л стронция, поместили семена сои в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 3,49, в соломе – 8,6. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, за вегетационный период (70 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 1,4 раза.

Пример 8.

В почву, в двух емкостях содержащую 4,09 мг на л стронция, поместили семена сои, в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 3,49, в соломе – 8,6. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, дополнительно поливали раствором молочной сыворотки, за вегетационный период (70 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 2,0 раза.

Пример 9.

В почву, в двух емкостях содержащую 0,318 мг на л хрома, поместили семена сои, в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил вил в зерне – 22,95, в соломе – 27,35. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, за вегетационный период (70 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 1,4 раза.

Пример 10.

В почву, в двух емкостях содержащую 0,318 мг на л хрома, поместили семена сои, в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 22,95, в соломе – 27,35. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, дополнительно поливали раствором молочной сыворотки, за вегетационный период (70 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 2,0 раза.

Пример 11.

В почву, в двух емкостях содержащую 24,52 мг на л бария, поместили семена пшеницы Triticum vulgare, в контрольной пробе без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 0,044, в соломе – 0,25. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, за вегетационный период (90 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 1,5 раза.

Пример 12.

В почву, в двух емкостях содержащую 24,52 мг на л бария, поместили семена пшеницы Triticum vulgare, в контрольной пробе, без создания потенциала коэффициент биоконцентрирования составил в зерне – 0,044, в соломе – 0,25. В пробе, на которую подали 14 В в зону листа, дополнительно поливали раствором молочной сыворотки, за вегетационный период (90 суток) накопление возросло по сравнению с контрольной в 2 раза.

Тем самым показано, что при создании дополнительно электрического потенциала в растении и при подкислении, введении комплексонов биорекультивация происходит быстрее, биоконцентрирование интенсифицируется. По сравнению с известными способами биорекультивацию можно ускорить в 5-15 раз.

Используя севооборот с чередованием выбранных культур по данному способу, можно повышать плодородие и кадастровую ценность земель.

Формула изобретения

1. Способ очистки почвы от тяжелых металлов, включающий выращивание культурных растений-аккумуляторов на рекультивированных почвах с соблюдением агротехники к возделываемой культуре и с использованием побуждающего вещества – закислителя почвы, сбор частей растений-аккумуляторов, в которых накоплен тяжелый металл, отличающийся тем, что дополнительно выращивают растения, выделяющие подкисляющие вещества в почву, а через электроды, размещенные в прикорневой зоне растений-аккумуляторов или подсоединенные к самим растениям-аккумуляторам, подают положительный и/или отрицательный потенциал от 1 до 1000 В, способствующий диффузии ионов водорода, и/или гидроксила, и/или комплексона в почву, при этом дополнительно создают разницу потенциалов почвы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сбор частей растений-аккумуляторов осуществляют до достижения концентрации тяжелых металлов в почве менее предельно допустимых.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно создают импульсы напряжения в 1-20 кВ и длительностью 1-10 мс.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно прилагают напряжение с частотой 19-21 кГц с периодичностью, равной времени релаксации молекул воды в растениях и/или в почве.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно вводят в почву побуждающее вещество – закислитель почвы, выбранное из группы, включающей органические кислоты, в том числе молочную, винную, пировиноградную кислоту, аминокислоты, аммиак, мочевину, оксикислоты, ацетали, хлорофилл, порфирины, в количестве, не превышающем содержание тяжелых металлов в почве.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что импульсы создают при влажности почвы, превышающей 25%.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при влажности почвы ниже 25% насыщают воздух над растениями аэроионами, создающими нужный знак заряда растений через разрядник с напряжением не менее 1000 В.

РИСУНКИ